JPH0518346A - 波浪エネルギー変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 波浪エネルギーの捕捉効率を向上させる。 【構成】 ドック型掘割に、波浪を導入する適宜な方向
に開口部４が形成された波浪室１３と、通路が次第に狭
められる波高増幅室２０を設け、波浪室に導入された波
浪上に浮かぶように浮動体（１〜３）を配置し、浮動体
の浮動エネルギーと波浪の横波のエネルギーを捕捉し
て、圧縮空気を作る第一の空気圧縮機８と、波高増幅室
に進入して増幅された波高により圧縮空気を作る第二の
空気圧縮機３５，３６とを備え、各空気圧縮機で作られ
た圧縮空気を圧縮空気溜５３に貯溜する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、波浪力により圧縮空気
を製造して、発電などに利用する波浪エネルギー変換装
置に関し、特に、沿岸で浮動体を浮かべた波浪エネルギ
ー変換装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の波浪エネルギー変換装置
は、主として自然波浪の波高によって空気流を起こして
発電するものが主流であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
の波浪エネルギー変換装置では、その捕捉するエネルギ
ーが小さく、コスト高となり実用化できない、という問
題があった。

【０００４】本発明は、前述した従来の問題点に鑑みて
なされたものであり、波浪の１行程に２つの空気圧縮の
手段を用いることにより、波浪エネルギーの捕捉効率を
著しく向上した波浪エネルギー変換装置を提供すること
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明による波浪エネル
ギー変換装置は、波浪を導入する適宜な方向に開口部が
形成された波浪室およびその波浪室に連設され通路が次
第に狭められる波高増幅室を有するドッグ型堀割と、前
記ドッグ型堀割の波浪室に導入された波浪上に浮かぶよ
うに配置した浮動体と、前記浮動体の浮動エネルギーと
前記波浪の横波のエネルギーを捕捉して、圧縮空気を作
る第一の空気圧縮機と、前記ドッグ型掘割の波高増幅室
に進入して増幅された波高により圧縮空気を作る第二の
空気圧縮機と、前記第一および第二の空気圧縮機で作ら
れた圧縮空気を貯溜する圧縮空気溜とを含む構成として
ある。

【０００６】この場合に、前記ドッグ型掘割の開口部に
は、暴風時に閉成する保安シャッターが設けられている
ことを特徴とすることができる。

【０００７】

【作用】すなわち、本発明は、海浜の暴風に耐え得る強
度を有するコンクリート壁に囲まれた岸壁に波浪を導入
するに都合のよい方向に開口した入口を有するドッグ型
堀割の内部に、波浪と共に移動する浮動体の移動エネル
ギーを捕捉する手段を有する波浪室と、波高を増幅して
空気圧縮機に作動する手段を有する波高増幅室を設けた
ものである。

【０００８】一般に、波浪が岸壁または沿岸付近に接岸
して押し寄せる場合には、波浪表層部の海水は岸壁等に
向かって移動して激突し、特に、荒天に際して岸壁近く
に船舶を浮かべるときは、船舶は波浪と共に岸壁にぶち
当たって破壊することが観察できる。

【０００９】本発明は、この波浪が岸壁にぶち当たる移
動エネルギーを利用するものであり、ドッグ型堀割の波
浪室に波浪を導入して、その波浪室の波浪上に浮かべた
浮動体と共に、従来は破壊力としてしか利用し得なかっ
た波浪と浮動体との合成したエネルギーを多量に捕捉す
ることができる。

【００１０】また、本発明は、波浪を利用するに当た
り、自然の波高を狭隘なる波高増強室に導き、増幅され
た波高により空気圧縮機の可動範囲を拡大してエネルギ
ーの捕捉を増大することができる。

【００１１】一方、波浪の押し寄せる波浪室の開口部に
は、堅牢な保安シャッターを設けることにより、暴風時
にはこのシャッターをドッグ型堀割の内部機械室からの
操作により、開口部を閉鎖してドッグ型掘割内の手段の
全てを完全に保護することができる。

【００１２】したがって、暴風時には空気圧縮の機能は
休止するが、平常時には終日波高を増幅し、かつ、海水
移動によるエネルギーに、新たに浮動体の運動力を合わ
せて空気圧縮を行い、現在の波高のみの利用に比較し
て、数倍の空気圧縮機を可動させることが可能であり、
産業上の実用化に役立つことが期待できる。

【００１３】つまり、本発明は、海浜に押し寄せる波浪
に浮動体を浮かべて波浪表層部の海水移動エネルギーと
浮動体の浮動エネルギーとを合わせて捕捉し空気を圧縮
すると共に、波浪を波高増幅室に導入して自然波による
波高を増幅して、空気圧縮機の可動範囲を拡大すること
により、波浪エネルギーの捕捉率を増強し、波浪の１行
程に２つの手段と方法を用いて、波浪エネルギーの捕捉
効率を著しく向上したものである。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照して、実施例につき、本発
明を詳細に説明する。図１〜図３は、本発明による波浪
エネルギー変換装置の実施例を設置するドッグ型掘割を
示した図であって、図１は縦断面図、図２は図１のＣ−
Ｄ線で一部破断した正面図、図３は図１のＡ−Ｂ線で破
断した平面図である。

【００１５】このドッグ型堀割は、岸壁５０に築かれて
おり、波浪室１３と、波高増幅室２０と、機械室１２等
が、図１〜図３に示すような位置関係で配置されてい
る。

【００１６】波浪室１３は、波浪の移動エネルギーを捕
捉する手段を設置する部分であり、海底１９に連続する
波浪室底部１４、波浪室天井１５、波浪室側壁３２、掘
割前壁３０等で仕切られている。掘割前壁３０には、波
浪を導入する便利な方向に開口部４が形成されている。
波浪室１３の奥側には、徐々に狭くなるように傾斜した
波浪誘導壁２８が設けられ、波浪室底部１４側には、浮
動体ストッパー１８が設けられている。

【００１７】波高増幅室２０は、波高を増幅してそのエ
ネルギーを捕捉する手段を設置する部分であり、波浪室
１３の奥側に設けられ、隔壁２９、増幅室壁２６等で仕
切られている。波高増幅室２０は、波浪室１３と機械室
１２を連通しており、矢印３１が波高増幅路である。

【００１８】機械室１２は、空気圧縮をする手段等を設
置する部分であり、機械室天井１６、機械室床１７、機
械室側壁４２、前壁４５等で仕切られている。

【００１９】図４〜図６は、横波と浮動体との運動力捕
捉手段を示した図であって、図４は縦断面図、図５は図
４の断面Ａ−Ｂの平面断面図、図６は一部破断した正面
図である。

【００２０】浮動体（１，２，３）は、浮動体頭部１、
胴部２、浮動体尾部３からなり、浮動体頭部１と胴部２
の下部には滑車５が設けられている。浮動体頭部１は、
開口部４に配置され、棒取付座１１により、連結棒１
０，１０′が取り付けられている。

【００２１】連結棒１０，１０′の他端には、滑り枠
６，６′が連結リンク５４で連結されている。滑り枠
６，６′は、波浪室側壁３２，３２′に設けられた水平
ガード９，９′により、スライド自在に支持されてい
る。滑り枠６，６′は、隔壁２９、増幅室壁２６を貫通
するピストン押棒７，７′を介して、空気圧縮機８，
８′に連結している。

【００２２】したがって、開口部４より波浪室１３に進
入した波浪と、波浪上の浮動体（１，２，３）の有する
横波方向の運動が、連結棒１０，１０′を経て、滑り枠
６，６′、ピストン押棒７，７′を介して、空気圧縮機
８，８′に作動して圧縮空気を作る。空気圧縮機８，
８′は、ピストン押棒７，７′の運動に従って、空気吸
入管５１，５１′、圧縮空気送管５２に作動を交互に繰
り返して、圧縮空気を圧縮空気溜５３に貯溜する。

【００２３】図７〜図９は、波高増幅装置を示した図で
あって、図７は縦断面図、図８は図７の一部断面の正面
図、図９は図７の天井板１５、１６の一部破断した平面
図である。

【００２４】波高増幅室２０には、波受筒２７（詳細な
構造は図１０〜図１２で説明する）が挿入されており、
この波受筒２７は、波浪ロット３９を介して、接続リン
ク３８によって曲柄アーム４０，４０′に連結されてい
る。曲柄アーム４０，４０′は、曲柄軸３７で回転自在
に支持されており、アーム４０′の他端は押枠４１を介
して、圧縮機台３４上の空気圧縮機３５，３６に連結さ
れている。空気圧縮機３５，３６で作られた圧縮空気
は、圧縮空気送管５２を介して、圧縮空気溜５３に貯溜
される。

【００２５】したがって、波浪室１３に進入した波浪が
波浪増幅路３１を進行するときに、波浪誘導壁２８によ
って次第に通路が狭められて、狭隘な波高増幅室２０に
至る。ここで、増幅され波高となった波浪は、波受筒２
７により、接続リンク３８、曲柄アーム４０，４０′、
クランク軸３７を経て、押枠４１を介して、空気圧縮機
３５，３６に作動して圧縮空気をつくる。

【００２６】図１０〜図１２は、波受筒を詳細に示した
構造図であり、図１０は開閉弁が閉じた状態を示した断
面図、図１１は開閉弁が開いた状態を示した断面図、図
１２は図１０のＡ−Ｂ断面図である。

【００２７】波受筒２７の開口側には、開閉弁５５が蝶
番５６によって開閉自在に取り付けられ、開口の蝶番５
６に対向する側には、開閉弁止５８が設けられている。
波受筒２７の内部空間は、潮室５９になっている。

【００２８】したがって、図１０に示すように、引き潮
よって開閉弁５５が閉塞して、波受筒２７の潮室５９内
の海水が流出路をたたれると、その海水が重力作用によ
り波受筒２７と共に引き潮方向に降下する。その重力エ
ネルギーにより、圧縮空気を作る作用をなす。そして、
図１１に示すように、さし潮によって開閉弁５５が開
き、波浪が潮室５９内に進入して、波受筒２７を押し上
げ、波浪ロット３９、接続リンク３８、曲柄アーム４
０，４０′を経て、押枠４１により空気圧縮機３５，３
６に作動して圧縮空気をつくる。

【００２９】図１３〜図１５は、保安用シャッターが閉
塞した状態を示した構造図であり、図１３は縦側断面
図、図１４は図１３の正面図、図１５は図１３の天井板
１６、前壁４５の一部破断した平面断面図である。

【００３０】波浪力の利用に当たって、最も注意を要す
ることの１つに、暴風に対して施設が破壊されないこと
がある。本発明は、海岸または海浜に外面は強固なコン
クリート造りの築堤の中に造られたドッグ型堀割の内部
に諸施設が包蔵されており、海洋に面しては開口部４が
ある。この開口部には堅固な構造のシャッターを設け
る。このシャッターは機械室１２内でモーター２５を操
作することによって安全な場所から開閉できるので施設
は暴風にも安全である。

【００３１】保安用シャッター２１は、組立用ワイヤー
４４，４４′で組み立てられており、シャッターガイド
枠４３，４３′に案内されて、開口部４を閉塞し、堀割
内を安全に守ることができる。保安用シャッター２１
は、シャッター昇降ロープ２２、２２′で吊り下げられ
ており、開閉用モーター２５の始動によって、ワイヤー
操作ドラム４８，４８′がシャッター昇降ロープ２２，
２２′を巻き回すことにより、機械室１２内でシャッタ
ー２１の昇降を行うことができる。

【００３２】また、図１４に示すように、波浪の破壊力
に曝される部分は、保安用シャッター２１とシャッター
ガイド枠４３，４３′およびロープカバー２３，２
３′，２４，２４′であり、これらの部分は波浪に十分
耐える構造となっている。

【００３３】保安用シャッター２１は、図１４に示すよ
うに、シャッター昇降ロープ２２，２２′がローラー４
６，４６′、ローラー４７，４７′を経て、機械室１２
のワイヤー操作ドラム４８，４８′がシャッター昇降ロ
ープ２２，２２′を巻取り、巻き戻しする操作により、
保安用シャッター２１の昇降を可能にして、浮動体や堀
割内の諸施設は安全に暴風から守られる。

【００３４】以上説明した実施例に限定されず種々の変
形ができる。浮動体の形状や個数は実施例のものに限定
されない。

【００３５】

【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明の波
浪エネルギー変換装置は、沿岸で浮動する浮動体のエネ
ルギーと波浪の横波のエネルギーを捕捉して、波高エネ
ルギーに加えることになるので、沿岸での波浪により可
動する空気圧縮機の台数は３倍の台数増となり、従来の
ように波高のみによるエネルギー捕捉の場合に比較し
て、格段の捕捉率の増加がはかれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による波浪エネルギー変換装置の実施例
を設置するドッグ型掘割を示した縦断面図である。

【図２】図１のＣ−Ｄ線で一部破断した正面図である。

【図３】図１のＡ−Ｂ線で破断した平面図である。

【図４】横波と浮動体との運動力捕捉手段を示した縦断
面図である。

【図５】図４のＡ−Ｂ線で一部破断した平面断面図であ
る。

【図６】図４の一部破断した正面図である。

【図７】波高増幅装置を示した縦断面図である。

【図８】図７の一部断面の正面図である。

【図９】図７の天井板１５、１６の一部破断した平面図
である。

【図１０】波受筒の構造を開閉弁が閉じた状態で示した
断面図である。

【図１１】波受筒の構造を開閉弁が開いた状態を示した
断面図である。

【図１２】図１０のＡ−Ｂ断面図である。

【図１３】保安用シャッターが閉塞した状態を示した縦
側断面図である。

【図１４】図１３の正面図である。

【図１５】図１３の天井板１６の一部破断した平面断面
図である。

【符号の説明】

１ 浮動体頭部 ２ 胴体 ３ 浮動体尾部 ４ 開口部 ５，５′ 浮動体滑車 ６，６′ 滑り枠 ７，７′ ピストン押し棒 ８，８′ 空気圧縮機 ９，９′ 水平ガード １０，１０′ 連結棒 １１，１１′ 棒取付座 １２ 機械室 １３ 波浪室 １４ 波浪室底部 １５ 波浪室天井 １６ 機械室天井 １７ 機械室床 １８，１８′ 浮動体ストッパー １９ 海底 ２０ 波高増幅室 ２１ 保安シャッター ２２，２２′ シャッター昇降ロープ ２３，２３′ ロープカバー ２４，２４′ ロープ保護カバー ２５ 昇降用モーター ２６ 増幅室壁 ２７ 波受筒 ２８ 波浪誘導壁 ２９ 隔壁 ３０，３０′ 掘割前壁 ３１ 波高増幅路 ３２，３２′ 波浪室側壁 ３４ 圧縮機台 ３５，３６ 空気圧縮機 ３７ 曲柄軸 ３８ 接続リンク ３９ 波浪ロット ４０，４０′ 曲柄アーム ４１ 押枠 ４２，４２′ 機械室側壁 ４３，４３′ シャッターガイド枠 ４４，４４′ シャッター用ワイヤー ４５，４５′ 前壁 ４６，４６′ ローラー ４７，４７′ 前部用ローラー ４８，４８′ ワイヤー操作ドラム ４９ 回転軸 ５０ 岸壁 ５１，５１′ 空気吸入管 ５２ 圧縮空気送管 ５３ 圧縮空気溜 ５４ 連結リンク ５５ 開閉弁 ５６ 蝶番 ５７ 接続ピン孔 ５８ 開閉弁止 ５９ 潮室

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成３年９月３０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００１

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、波浪力により圧縮空気
を製造して、発電などに利用する波浪エネルギー変換装
置に関し、特に、沿岸で廃船等を含む浮動体を浮かべた
波浪エネルギー変換装置に関するものである。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２５】したがって、波浪室１３に進入した波浪が
波浪増幅路３１を進行するときに、波浪誘導壁２８によ
って次第に通路が狭められて、狭隘な波高増幅室２０に
至る。ここで、増幅された波高となった波浪は、波受筒
２７により、接続リンク３８、曲柄アーム４０，４
０′、クランク軸３７を経て、押枠４１を介して、空気
圧縮機３５，３６に作動して圧縮空気をつくる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２８】したがって、図１０に示すように、引き潮
によって開閉弁５５が閉塞して、波受筒２７の潮室５９
内の海水が流出路をたたれると、その海水が重力作用に
より波受筒２７と共に引き潮方向に降下する。その重力
エネルギーにより、圧縮空気を作る作用をなす。そし
て、図１１に示すように、さし潮によって開閉弁５５が
開き、波浪が潮室５９内に進入して、波受筒２７を押し
上げ、波浪ロット３９、接続リンク３８、曲柄アーム４
０，４０′を経て、押枠４１により空気圧縮機３５，３
６に作動して圧縮空気をつくる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２９】図１３〜図１５は、保安用シャッターが閉
塞した状態を示した構造図であり、図１３は縦断面図、
図１４は図１３の正面図、図１５は図１３の天井板１
６、前壁４５の一部破断した平面断面図である。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１３】保安用シャッターが閉塞した状態を示した縦
断面図である。

【手続補正６】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図９

【補正方法】変更

【補正内容】

【図９】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 波浪を導入する適宜な方向に開口部が形
   成された波浪室およびその波浪室に連設され通路が次第
   に狭められる波高増幅室を有するドッグ型堀割と、 前記ドッグ型堀割の波浪室に導入された波浪上に浮かぶ
   ように配置した浮動体と、 前記浮動体の浮動エネルギーと前記波浪の横波のエネル
   ギーを捕捉して、圧縮空気を作る第一の空気圧縮機と、 前記ドッグ型掘割の波高増幅室に進入して増幅された波
   高により圧縮空気を作る第二の空気圧縮機と、 前記第一および第二の空気圧縮機で作られた圧縮空気を
   貯溜する圧縮空気溜とを含むことを特徴とする波浪エネ
   ルギー変換装置。
2. 【請求項２】 前記ドッグ型掘割の開口部には、暴風時
   に閉成する保安シャッターが設けられていることを特徴
   とする請求項１記載の波浪エネルギー変換装置。